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接合型发光元件晶圆及其制造方法技术

技术编号:44569081 阅读:1 留言:0更新日期:2025-03-11 14:27
本发明专利技术是一种接合型发光元件晶圆,其是具有包含活性层的外延层的发光元件用外延片与透明基板隔着粘合层进行接合的接合型发光元件晶圆,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,其中,内置于所述外延层中的刺状夹杂物从该外延层突出的高度为所述粘合层的厚度以下。由此,提供一种接合型发光元件晶圆,其是将存在刺状夹杂物的外延片隔着粘合层与透明基板接合而成,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性,其中,因刺状夹杂物而产生的不良部分的范围较狭窄。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种接合型发光元件晶圆及其制造方法


技术介绍

1、以往,作为algainp系微型发光二极管(micro led,μled)用晶圆,公开了一种隔着苯并环丁烯(bcb)的接合晶圆(接合型发光元件晶圆)的技术(例如专利文献1)。

2、所述接合晶圆由于将2片晶圆彼此接合,因此有时因各片晶圆(例如具有algainp系发光元件层的基板、及接合于该基板上的被接合基板)的表面状态、或存在于接合界面的异物的存在而产生接合不良部分。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:日本特开2022-013244号公报


技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、特别是,要接合的2片晶圆中的1片是使用外延片,因此由于外延片的外延层的生长过程中落下的异物而产生的凸状不良部分的存在成为问题。生长过程中落下的异物的起源大部分起因于外延生长炉内的析出物。在生长过程中从外延生长炉的原料气体导入口不断提供包含原料的气体,在导入口难以完全阻断源自加热部的辐射热,微量的原料气体在导入口分解并析出。

3、该析出物并非以半导体的状态析出,而是以接近金属的状态析出。特别是in或ga为主成分的析出物,其熔点较低,为与作为原料的有机金属的分解温度同等程度或比其更低的熔点。因此,在生长过程中,析出物经常为容易从导入口剥落的状态。从导入口剥落的析出物被载气运送,并落下至外延层的表面。剥落时,会沿着载气流量方向剥落,因此析出物大部分为矛状的形状,并以维持该形状的状态插入外延层的表面。

4、因此,落下至外延表面的析出物以具有数μm~数十μm的大小(高度)的状态刺入外延表面,直接在周围形成异常生长部,同时进行外延生长。在较小的析出物的情况下,会随着外延生长而填埋并形成小丘(hillock),或引起生长抑制而形成小丘,但是达到数十μm的较大的析出物不会埋入外延层,而是在外延生长后作为具有刺(spike)状的凸部的异常生长部而残留。

5、以下将该析出物称为“刺状夹杂物(spike-shaped inclusion)”或仅称为“夹杂物(spike-shaped inclusion)”。当试图将具有刺状夹杂物的外延片接合或粘合于被接合基板时,夹杂物在机械上非常脆弱,因而接合时会被施加的压力破坏。伴随该破坏,颗粒飞散至夹杂物的周边,以所飞散的颗粒被夹于界面的状态进行接合或粘合。

6、当被接合基板或接合层/粘合层由金属等不透射光的非透光性材料构成时,被夹于接合界面/粘合界面的颗粒仅是接合界面/粘合界面的机械强度上的问题,只要是器件加工时或晶粒加工时不会产生问题的程度,则不会有问题。

7、然而,当被接合基板与接合层/粘合层由透光性材料构成时,存在于接合界面/粘合界面的颗粒会产生光吸收,并导致产生光散射。在光散射或吸收的增加相当于产生光散射或吸收增加的位置的芯片中,由于产生明显的与相邻芯片的特性差异,因此使形成于晶圆内的元件特性的分布的均匀性下降,结果导致产率下降。

8、此外,由于该刺状夹杂物(刺状凸部)破坏而飞散的颗粒由于会飞散至比较广泛的范围,因此使接合不良部分增加至刺状夹杂物的高度的影响以上,也因其影响而成为产率下降的主要原因。

9、专利文献1中公开了一种将表面具有凸凹(凸状)的外延片与被接合晶圆接合的技术。然而,专利文献1公开的技术是针对凸部(凹凸)大致均匀地形成于晶圆的整个面的情况的技术,并非公开针对解决当与离散、不规则且以刺状存在的凸形状部接合时产生的问题的技术。

10、本专利技术是为了解决上述问题而完成,其目的在于提供一种接合型发光元件晶圆,其是将存在有刺状夹杂物的外延片隔着粘合层与透明基板进行接合而成,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性,其中,因刺状夹杂物而产生的不良部分的范围较狭窄;及,提供一种在该接合时抑制由刺状夹杂物产生的颗粒的产生的接合型发光元件晶圆的制造方法,该接合型发光元件晶圆因刺状夹杂物而产生的不良部分的范围较狭窄。

11、(二)技术方案

12、本专利技术是为了达成上述目的而完成,其提供一种接合型发光元件晶圆,其是具有包含活性层的外延层的发光元件用外延片与透明基板隔着粘合层进行接合的接合型发光元件晶圆,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,该接合型发光元件晶圆的特征在于,内置于所述外延层中的刺状夹杂物从该外延层突出的高度为所述粘合层的厚度以下,所述刺状夹杂物的前端部被破坏。

13、这样的接合型发光元件晶圆由于以刺状存在于外延片的表面的夹杂物部的突出为粘合层的厚度以下,因此能够抑制接合不良部分的扩大,因此,能够减少接合不良部分的面积。

14、此时,优选所述粘合层选自由苯并环丁烯、有机硅树脂、环氧树脂、旋转涂布玻璃(spin-on-glass,sog)、聚酰亚胺、及非晶氟树脂组成的组。

15、这样的材质适合作为接合型发光元件晶圆的粘合层的材质。

16、此外,本专利技术提供一种接合型发光元件晶圆的制造方法,其具有以下工序:在起始基板上制作具有包含活性层的外延层的发光元件用外延片的工序;准备透明基板的工序,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性;及,将所述发光元件用外延片与所述透明基板隔着粘合层进行接合的工序,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,在所述接合型发光元件晶圆的制造方法中,在所述接合工序前,使所述外延片的所述外延层隔着保护膜与填充片(dummy wafer)相对并施加压力,由此,将内置于所述外延层中的刺状夹杂物的从所述外延层突出的部分的前端部破坏至从外延层突出的高度为粘合层的厚度以下的高度为止,减少该刺状夹杂物从所述外延层突出的高度,使用经减少了刺状夹杂物从所述外延层突出的高度的外延片进行所述接合工序。

17、这样的接合型发光元件晶圆的制造方法由于能够预先破坏刺状夹杂物的前端,因此接合时能够抑制由刺状夹杂物产生的颗粒的产生,能够制造一种因刺状夹杂物而产生的不良部分的范围较狭窄的接合型发光元件晶圆。

18、此时,能够将所述保护膜的厚度设为0.01μm以上且10μm以下。

19、若为这样的保护膜的厚度,则能够有效地进行刺状夹杂物的破坏。

20、进一步,此时,优选将所述保护膜的厚度设为0.05μm以上且10μm以下。

21、若为这样的保护膜的厚度,则能够有效地进行刺状夹杂物的破坏,同时能够抑制外延层表面的损伤。

22、此外,在本专利技术的接合型发光元件晶圆的制造方法中,将所述粘合层设为选自由苯并环丁烯、有机硅树脂、环氧树脂、sog、聚酰亚胺、及非晶氟树脂组成的组。

23、这样的材质能够适合用来作为接合型发光元件晶圆的粘合层的材质。

24、(三)有益效果

25、本专利技术的接合型发光元件晶圆由于以刺状存在于外延片的表面的夹本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种接合型发光元件晶圆,其是具有包含活性层的外延层的发光元件用外延片与透明基板隔着粘合层进行接合的接合型发光元件晶圆,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,所述接合型发光元件晶圆的特征在于,

2.根据权利要求1所述的接合型发光元件晶圆,其特征在于,所述粘合层选自由苯并环丁烯、有机硅树脂、环氧树脂、旋转涂布玻璃、聚酰亚胺、及非晶氟树脂组成的组。

3.一种接合型发光元件晶圆的制造方法,其特征在于,具有以下工序:

4.根据权利要求3所述的接合型发光元件晶圆的制造方法,其特征在于,将所述保护膜的厚度设为0.01μm以上且10μm以下。

5.根据权利要求4所述的接合型发光元件晶圆的制造方法,其特征在于,将所述保护膜的厚度设为0.05μm以上且10μm以下。

6.根据权利要求3~5中任一项所述的接合型发光元件晶圆的制造方法,其特征在于,将所述粘合层设为选自由苯并环丁烯、有机硅树脂、环氧树脂、旋转涂布玻璃、聚酰亚胺、及非晶氟树脂组成的组。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种接合型发光元件晶圆,其是具有包含活性层的外延层的发光元件用外延片与透明基板隔着粘合层进行接合的接合型发光元件晶圆,所述透明基板为可见光透射性且为紫外光透射性,所述粘合层为可见光透射性且为紫外光不透射性,所述接合型发光元件晶圆的特征在于,

2.根据权利要求1所述的接合型发光元件晶圆,其特征在于,所述粘合层选自由苯并环丁烯、有机硅树脂、环氧树脂、旋转涂布玻璃、聚酰亚胺、及非晶氟树脂组成的组。

3.一种接合型发光元件晶圆的制造方法,其特征在于,具...

【专利技术属性】
技术研发人员:石崎顺也秋山智弘
申请(专利权)人:信越半导体株式会社
类型:发明
国别省市:

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